JP3905143B2

JP3905143B2 - Aluminum alloy plate excellent in press formability and method for producing the same

Info

Publication number: JP3905143B2
Application number: JP13428595A
Authority: JP
Inventors: 政洋柳川; 淳之宮本
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: JPH08325663A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板又はＡｌ−Ｍｇ系合金板からなるプレス成形性が優れたアルミニウム合金板及びその製造方法に関し、特に自動車パネル用アルミニウム合金板として好適のプレス成形性が優れたアルミニウム合金板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の成形加工性が優れたアルミニウム合金板としては、６００９合金、６０１０合金及び特開平５−２９５４７５号公報に開示された合金等のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板と、ＡＡ５１８２合金、５０８５合金、特公昭５６−３１８５８号公報又は特開昭６０−１２５３４６号公報に開示された合金等のＡｌ−Ｍｇ系合金板がある。これらのアルミニウム合金板は、主として自動車パネルに適用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの自動車パネル用のアルミニウム合金板は、未だ成形性が不十分であった。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、従来の自動車パネル用アルミニウム合金板よりもプレス成形性を高め、割れ限界を高めたプレス成形性が優れたアルミニウム合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプレス成形性が優れたアルミニウム合金板の製造方法は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板を熱間圧延して板厚を１０００ｍｍから５ｍｍまで低減し、最終冷間圧延率が３５〜６５％の範囲で冷間圧延し、最終溶体化処理温度が５００℃以上、加熱速度が１００℃／分以上の条件で最終溶体化処理することにより、集合組織として、ＣＵＢＥ方位の割合が３０％以下であるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板を製造することを特徴とする。
本発明に係る他のプレス成形性が優れたアルミニウム合金板の製造方法は、Ａｌ−Ｍｇ系合金板を熱間圧延して板厚を１０００ｍｍから５ｍｍまで低減し、最終冷間圧延率が３５〜６５％の範囲で冷間圧延し、最終溶体化処理温度が５００℃以上、加熱速度が１００℃／分以上の条件で最終溶体化処理することにより、集合組織として、ＣＵＢＥ方位、ＧＯＳＳ方位、ＢＲＡＳＳ方位、Ｓ方位、ＣＯＰＰＥＲ方位の割合が２５％以下であるＡｌ−Ｍｇ系合金板を製造することを特徴とする。
【０００６】
この場合に、前記冷間圧延の際に、例えば、４００℃に１時間加熱して、中間焼鈍を行うことが好ましい。
【０００７】
更に、本発明に係るプレス成形性が優れたアルミニウム合金板は、請求項１乃至４のいずれか１項のアルミニウム合金板の製造方法で製造されたことを特徴とする。より、具体的には、請求項１に記載のアルミニウム合金板の製造方法により製造されたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板であって、集合組織として、ＣＵＢＥ方位の割合が３０％以下である。又は、請求項２に記載のアルミニウム合金板の製造方法により製造されたＡｌ−Ｍｇ系合金板であって、集合組織として、ＣＵＢＥ方位、ＧＯＳＳ方位、ＢＲＡＳＳ方位、Ｓ方位、ＣＯＰＰＥＲ方位の割合が２５％以下である。
【０００８】
【作用】
本願発明者が従来の自動車パネル用アルミニウム合金板のプレス成形性が十分ではないことの原因を解明すべく種々実験研究を重ねた結果、従来のアルミニウム合金板は集合組織の制御が十分にされていなかったためにプレス成形性が低いものであることが判明した。。
【０００９】
そこで本発明においては、集合組織を制御することによりプレス成形性を高め、特に割れ限界が高いアルミニウム合金板を得るものである。
【００１０】
本願発明者等は、集合組織とプレス成形性との関係について鋭意研究し、集合組織を形成する方位因子の割合が成形性を支配することを見いだした。
【００１１】
この集合組織を形成する方位因子とは、主として
ＣＵＢＥ方位（１００）＜００１＞
ＧＯＳＳ方位（１１０）＜００１＞
ＢＲＡＳＳ方位（１１０）＜１−１２＞
Ｓ方位（１２３）＜６３−４＞
ＣＯＰＰＥＲ方位（１１２）＜１１−１＞
であり、本明細書においては、これらの方位から土１０度以内の方位のずれは同一の方位因子に属するものと定義する。なお、方位を表す場合に、Ｘ−Ｙ−Ｚ座標軸において、負方向の数値は、通常、数値の上部にバーを付して表示するが、本明細書においては、都合上、数値の前に「−」符号を付してこれを表示する。
【００１２】
通常のアルミニウム合金の集合組織はこれらの方位因子から成立しており、各方位因子の存在割合が変化すると、塑性異方性が異なり、プレス成形性が変化する。本願発明者等は、これらの方位因子の存在割合とプレス成形性との関係を究明した。その結果、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板においては、ＣＵＢＥ方位の割合が３０％以下の範囲にある場合に、プレス成形性が最も向上することを見い出し、割れ限界が高いＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板を得た。また、Ａｌ−Ｍｇ系合金板においては、前記方位因子の割合が全て２５％以下の場合に、プレス成形性が最も向上することを見い出し、割れ限界が高いＡｌ−Ｍｇ系合金板を開発するに至ったものである。
【００１３】
また、本願発明者等は集合組織と製造条件との関係を研究し、最終冷間圧延率が３５〜６５％の範囲で、かつ最終溶体化処理温度が５００℃以上で、しかもその際の加熱速度が１００℃／分以上の場合に、理想的な方位因子割合の集合組織を有するＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板又はＡｌ−Ｍｇ系合金板を製造することができることを知見した。
【００１４】
なお、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金としては、Ｍｇ：０．６〜１．０重量％及びＳｉ：ｌ．５重量％以下（０重量％を除く）を、Ｓｉ≧（４／７）Ｍｇ＋０．５を満足するように含有し、かつＣｕ：ｌ．０重量％以下に規制し、更に必要に応じてＣｒ：０．２重量％以下、Ｍｎ：０．３重量％以下、Ｚｒ：０．２重量％以下からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるものが望ましい。
【００１５】
また、Ａｌ−Ｍｇ系合金としては、Ｍｇ：３．５〜８．０重量％、Ｃｕ：０．５〜１．５重量％を含有し、更に必要に応じてＣｒ：０．２重量％以下、Ｍｎ：０．３重量％以下、Ｚｒ：０．２重量％以下からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物であるものがある。このように、Ｃｕを必須成分とすることが好ましい。
【００１６】
また、製造方法としては、通常の鋳造、均熱、熱間圧延を施した後、冷間圧延し、その後溶体化処理するものであり、この冷間圧延及び溶体化処理条件が本発明の範囲に入るものであればよく、その他の製造条件は適宜設定すればよい。鋳造工程においては、連続鋳造（ストリッブキャストなど）によりアルミニウム合金を鋳造することもできる。
【００１７】
上述のごとく、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金板の場合には、集合組織として、ＣＵＢＥ方位の割合が３０％以下の範囲にある場合に、集合組織がランダムになり、異方性がないものとなるため、プレス成形性が最も向上する。この範囲を外れると異方性が強いものとなり、プレス成形性が劣化する。
【００１８】
また、Ａｌ−Ｍｇ系合金板の場合には、集合組織として、ＣＵＢＥ方位、ＧＯＳＳ方位、ＢＲＡＳＳ方位、Ｓ方位、ＣＯＰＰＥＲ方位の割合が全て２５％以下の範囲にある場合に、集合組織がランダムになり、異方性がないものとなるため、プレス成形性が最も向上する。この範囲を外れると異方性が強いものとなり、プレス成形性が劣化する。
【００１９】
【実施例】
次に、本発明の実施例について、本願発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
【００２０】
実施例１
６００９合金及びＡｌ−０．７重量％Ｍｇ−０．９重量％Ｓｉ−０．３重量％Ｍｎ−０．１重量％Ｆｅ合金を通常のＤＣ（直接鋳造）により鋳造し、５５０℃に８時間加熱して均熱処理した後、開始温度４５０℃で熱間圧延した。この熱間圧延により、厚さを１０００ｍｍから５ｍｍまで低減した。その後、冷間圧延を施して板厚をｌｍｍとし、ソルトバス及び制御炉を使用して最終溶体化処理を施した。なお、冷間圧延の際、中間焼鈍（４００℃でｌ時間）を施し、最終冷間圧延率を変化させ、また最終溶体化処理の温度と加熱速度を変化させた。これらの変化により集合組織を変化させた。得られたｌｍｍ厚さの板材につき、エリクセン試験を行いプレス成形性を評価した。下記表１はその製造条件と集合組織を示し、表２は試験結果を示す。この表２から明らかなように、本発明の実施例材は、エリクセン値が９．５ｍｍ以上であり、優れたプレス成形性を示すことがわかる。
【００２１】
【表１】

但し、表１において、合金Ａは６００９合金、合金ＢはＡｌ−０．７重量％Ｍｇ−０．９重量％Ｓｉ−０．３重量％Ｍｎ−０．１重量％Ｆｅ合金である。
【００２２】
【表２】

【００２３】
実施例２
５１８２合金及びＡｌ−５．５重量％Ｍｇ−０．５重量％Ｃｕ−０．１重量％Ｍｎ−０．１重量％Ｆｅ合金を通常のＤＣ鋳造し、４８０℃に８時間加熱して均熱処理した後、開始温度４５０℃で熱間圧延した。この熱間圧延により、厚さを１０００ｍｍから５ｍｍまで低減した。その後、冷間圧延を施して板厚をｌｍｍとし、ソルトバス及び制御炉を使用して最終溶体化処理を施した。なお、冷間圧延の際、中間焼鈍（４００℃でｌ時間）を施し、最終冷間圧延率を変化させ、また最終溶体化処理の温度と加熱速度を変化させた。これらの変化により集合組織を変化させた。得られたｌｍｍ厚さの板材につき、エリクセン試験を行いプレス成形性を評価した。下記表３はその製造条件と集合組織を示し、表４は試験結果を示す。この表４から明らかなように、本発明の実施例材は、エリクセン値が９．８ｍｍ以上であり、優れたプレス成形性を示すことがわかる。
【００２４】
【表３】

但し、表３において、合金Ａは５１８２合金、合金ＢはＡｌ−５．５重量％Ｍｇ−０．５重量％Ｃｕ−０．１重量％Ｍｎ−０．１重量％Ｆｅ合金である。
【００２５】
【表４】

【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、集合組織を適切に制御することにより、アルミニウム合金板のプレス成形性を十分に高めることができ、割れ限界が高く、自動車パネル用アルミニウム合金板として極めて有益なプレス成形性が優れたアルミニウム合金板を得ることができる。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an aluminum alloy plate excellent in press formability made of an Al—Mg—Si based alloy plate or an Al—Mg based alloy plate and a method for producing the same, and in particular, has a press formability suitable as an aluminum alloy plate for automobile panels. The present invention relates to an excellent aluminum alloy plate and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventional aluminum alloy plates with excellent formability include Al-Mg-Si based alloy plates such as 6009 alloy, 6010 alloy and the alloy disclosed in JP-A-5-295475, AA5182 alloy, 5085 alloy, There is an Al-Mg alloy plate such as an alloy disclosed in Japanese Patent Publication No. 56-31858 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-125346. These aluminum alloy plates are mainly applied to automobile panels.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, these aluminum alloy plates for automobile panels still have insufficient formability.
[0004]
The present invention has been made in view of such a problem, and has improved press formability compared with conventional aluminum alloy plates for automobile panels, and has excellent press formability with an increased crack limit, and a method for producing the same. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing an aluminum alloy plate excellent in press formability according to the present invention is a method of hot rolling an Al-Mg-Si alloy plate to reduce the plate thickness from 1000 mm to 5 mm, and a final cold rolling rate of 35 to 35 mm. By cold rolling in the range of 65% and final solution treatment under conditions of a final solution treatment temperature of 500 ° C. or higher and a heating rate of 100 ° C./minute or more , the CUBE orientation ratio is 30% as a texture. The following Al-Mg-Si alloy plate is manufactured .
Another method for producing an aluminum alloy plate with excellent press formability according to the present invention is to hot-roll an Al—Mg alloy plate to reduce the plate thickness from 1000 mm to 5 mm, with a final cold rolling rate of 35 to 35 mm. By cold rolling in the range of 65% and final solution treatment under conditions of a final solution treatment temperature of 500 ° C. or higher and a heating rate of 100 ° C./minute or more, the CUBE orientation, GOSS orientation, BRASS It is characterized in that an Al—Mg alloy plate having a ratio of the orientation, S orientation, and COPPER orientation is 25% or less.
[0006]
In this case, during the cold rolling, for example, it is preferable to perform intermediate annealing by heating to 400 ° C. for 1 hour.
[0007]
Furthermore, the aluminum alloy plate excellent in press formability according to the present invention is manufactured by the method for manufacturing an aluminum alloy plate according to any one of claims 1 to 4. More specifically, it is an Al—Mg—Si alloy plate manufactured by the method for manufacturing an aluminum alloy plate according to claim 1, and the CUBE orientation ratio is 30% or less as a texture. Or it is the Al-Mg type alloy plate manufactured by the manufacturing method of the aluminum alloy plate of Claim 2, Comprising: As a texture, the ratio of CUBE direction, GOSS direction, BRASS direction, S direction, COPPER direction is 25 % Or less.
[0008]
[Action]
The inventors of the present application have conducted various experimental studies to elucidate the cause of insufficient press formability of conventional aluminum alloy plates for automobile panels. As a result, the conventional aluminum alloy plates have sufficient texture control. As a result, it was found that the press formability was low. .
[0009]
Therefore, in the present invention, by controlling the texture, press formability is improved, and an aluminum alloy plate having a particularly high crack limit is obtained.
[0010]
The inventors of the present application have conducted intensive research on the relationship between the texture and press formability, and found that the ratio of orientation factors forming the texture dominates the formability.
[0011]
The orientation factor forming this texture is mainly the CUBE orientation (100) <001>.
GOSS orientation (110) <001>
BRASS orientation (110) <1-12>
S direction (123) <63-4>
COPPER orientation (112) <11-1>
In this specification, it is defined that deviations in orientation within 10 degrees of soil from these orientations belong to the same orientation factor. In the case of expressing the azimuth, the numerical value in the negative direction on the XYZ coordinate axis is usually displayed with a bar on top of the numerical value. This is displayed with a "-" sign.
[0012]
The texture of a normal aluminum alloy is composed of these orientation factors. When the proportion of each orientation factor changes, the plastic anisotropy differs and the press formability changes. The inventors of the present application have investigated the relationship between the presence ratio of these orientation factors and press formability. As a result, in the Al-Mg-Si alloy plate, when the ratio of the CUBE orientation is in the range of 30% or less, it is found that the press formability is most improved, and the Al-Mg-Si base has a high crack limit. An alloy plate was obtained. In addition, in the Al-Mg alloy plate, when the ratio of the orientation factors is 25% or less, it is found that the press formability is most improved, and an Al-Mg alloy plate having a high crack limit is developed. It has come.
[0013]
Further, the inventors of the present application have studied the relationship between the texture and the production conditions, the final cold rolling rate is in the range of 35 to 65%, the final solution treatment temperature is 500 ° C. or more, and the heating at that time It has been found that when the speed is 100 ° C./min or more, an Al—Mg—Si alloy plate or an Al—Mg alloy plate having an ideal orientation factor ratio texture can be produced.
[0014]
In addition, as an Al-Mg-Si type alloy, Mg: 0.6-1.0weight% and Si: l. 5% by weight or less (excluding 0% by weight) is contained so as to satisfy Si ≧ (4/7) Mg + 0.5, and Cu: l. At least one selected from the group consisting of Cr: 0.2% by weight or less, Mn: 0.3% by weight or less, Zr: 0.2% by weight or less. It is desirable to contain an element, with the balance being Al and inevitable impurities.
[0015]
Moreover, as an Al-Mg type alloy, Mg: 3.5-8.0 weight%, Cu: 0.5-1.5 weight% is contained, Furthermore, Cr: 0.2 weight% or less as needed , Mn: 0.3% by weight or less, Zr: At least one element selected from the group consisting of 0.2% by weight or less, with the balance being Al and inevitable impurities. Thus, it is preferable to use Cu as an essential component.
[0016]
Further, as a manufacturing method, after performing normal casting, soaking, hot rolling, cold rolling, and then solution treatment, the cold rolling and solution treatment conditions are within the scope of the present invention. Any other manufacturing conditions may be set as appropriate. In the casting process, the aluminum alloy can be cast by continuous casting (such as strip casting).
[0017]
As described above, in the case of an Al—Mg—Si based alloy plate, when the CUBE orientation ratio is in the range of 30% or less as a texture, the texture becomes random and has no anisotropy. Therefore, press formability is most improved. Outside this range, the anisotropy becomes strong and the press formability deteriorates.
[0018]
In the case of an Al—Mg alloy plate, the texture is randomly selected when the ratios of the CUBE orientation, GOSS orientation, BRASS orientation, S orientation, and COPPER orientation are all within 25% or less. Therefore, since there is no anisotropy, press formability is most improved. Outside this range, the anisotropy becomes strong and the press formability deteriorates.
[0019]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples that are out of the scope of the present invention.
[0020]
Example 1
A 6009 alloy and an Al-0.7 wt% Mg-0.9 wt% Si-0.3 wt% Mn-0.1 wt% Fe alloy were cast by ordinary DC (direct casting) and 550 ° C for 8 hours. After heating and soaking, hot rolling was performed at a start temperature of 450 ° C. By this hot rolling, the thickness was reduced from 1000 mm to 5 mm. Thereafter, cold rolling was performed to make the plate thickness 1 mm, and a final solution treatment was performed using a salt bath and a control furnace. In the cold rolling, intermediate annealing (400 ° C. for 1 hour) was performed, the final cold rolling rate was changed, and the temperature and heating rate of the final solution treatment were changed. The texture was changed by these changes. The obtained plate material having a thickness of 1 mm was subjected to an Erichsen test to evaluate press formability. Table 1 below shows the production conditions and texture, and Table 2 shows the test results. As is apparent from Table 2, the example material of the present invention has an Erichsen value of 9.5 mm or more, and exhibits excellent press formability.
[0021]
[Table 1]

However, in Table 1, Alloy A is a 6009 alloy, and Alloy B is an Al-0.7 wt% Mg-0.9 wt% Si-0.3 wt% Mn-0.1 wt% Fe alloy.
[0022]
[Table 2]

[0023]
Example 2
5182 alloy and Al-5.5 wt% Mg-0.5 wt% Cu-0.1 wt% Mn-0.1 wt% Fe alloy are usually DC cast and heated to 480 ° C for 8 hours for soaking. After that, hot rolling was performed at a start temperature of 450 ° C. By this hot rolling, the thickness was reduced from 1000 mm to 5 mm. Thereafter, cold rolling was performed to make the plate thickness 1 mm, and a final solution treatment was performed using a salt bath and a control furnace. In the cold rolling, intermediate annealing (400 ° C. for 1 hour) was performed, the final cold rolling rate was changed, and the temperature and heating rate of the final solution treatment were changed. The texture was changed by these changes. The obtained plate material having a thickness of 1 mm was subjected to an Erichsen test to evaluate press formability. Table 3 below shows the production conditions and texture, and Table 4 shows the test results. As is apparent from Table 4, the example material of the present invention has an Erichsen value of 9.8 mm or more, and shows excellent press formability.
[0024]
[Table 3]

However, in Table 3, Alloy A is a 5182 alloy, and Alloy B is an Al-5.5 wt% Mg-0.5 wt% Cu-0.1 wt% Mn-0.1 wt% Fe alloy.
[0025]
[Table 4]

[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by appropriately controlling the texture, the press formability of the aluminum alloy plate can be sufficiently enhanced, the crack limit is high, and it is extremely useful as an aluminum alloy plate for automobile panels. An aluminum alloy plate excellent in useful press formability can be obtained.

Claims

An Al—Mg—Si based alloy sheet is hot-rolled to reduce the sheet thickness from 1000 mm to 5 mm, cold-rolled in a range of 35 to 65% of the final cold rolling rate, and a final solution treatment temperature of 500 ° C. As described above, an Al—Mg—Si alloy plate having a CUBE orientation ratio of 30% or less is produced as a texture by performing a final solution treatment under a condition where the heating rate is 100 ° C./min or more. A method for producing an aluminum alloy plate having excellent press formability.

An Al-Mg alloy plate is hot-rolled to reduce the plate thickness from 1000 mm to 5 mm, cold-rolled in a range of 35 to 65% of the final cold rolling rate, and the final solution treatment temperature is 500 ° C or higher. By performing the final solution treatment under a condition where the heating rate is 100 ° C./min or more , an Al—Mg-based alloy having a CUBE orientation, GOSS orientation, BRASS orientation, S orientation, and COPPER orientation ratio of 25% or less as a texture. A method for producing an aluminum alloy plate excellent in press formability, characterized by producing a plate.

The method for producing an aluminum alloy sheet having excellent press formability according to claim 1 or 2, wherein intermediate annealing is performed during the cold rolling.

The method for producing an aluminum alloy plate with excellent press formability according to claim 3, wherein the intermediate annealing is performed by heating to 400 ° C for 1 hour.